【正文】 格瑞化工 造福企業(yè)承德建龍廢水處理初步設(shè)計(jì)第一章 總 論概述我國鋼鐵產(chǎn)能嚴(yán)重過剩，鋼鐵生產(chǎn)規(guī)模受到國家產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策限制，鋼鐵工業(yè)必須盡快實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品升級、結(jié)構(gòu)調(diào)整，走科技創(chuàng)新的道路，朝著科技含量高、產(chǎn)品附加值高的方向發(fā)展。因此，承德建龍公司充分發(fā)揮釩鈦資源優(yōu)勢，加快科技進(jìn)步，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整升級，打造資源節(jié)約、環(huán)境友好、產(chǎn)品附加值高的新型釩鈦鋼鐵聯(lián)合企業(yè)。國家將“釩、鈦與稀土的深加工技術(shù)”列為“十五”期間資源綜合利用重點(diǎn)研究內(nèi)容，把“釩鈦產(chǎn)品深加工技術(shù)”列為“十五”期間冶金行業(yè)前沿技術(shù)，列入國務(wù)院頒布的《當(dāng)前國家重點(diǎn)鼓勵(lì)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品和技術(shù)目錄》之中。同時(shí)，國家根據(jù)釩工業(yè)生產(chǎn)工藝及治理技術(shù)特點(diǎn)，規(guī)定了釩工業(yè)企業(yè)特征生產(chǎn)工藝和裝置的水和大氣污染物排放限值、監(jiān)測和監(jiān)控要求，適用于釩工業(yè)企業(yè)水污染和大氣污染防治和管理。由國家環(huán)境保護(hù)部和國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局于2009年8月4日聯(lián)合發(fā)布《釩工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（征求意見稿），于2009年9月20日已完成征求意見，自2011年1月1日起執(zhí)行。其有關(guān)核心內(nèi)容摘錄如下：表2 新建企水污染排放濃度限值 單位：mg/L（PH除外）序號污染物項(xiàng)目限值污染物排放監(jiān)控位置1PH6~9企業(yè)廢水總排放口2懸浮物503化學(xué)需氧量（CODcr）804硫化物5氨氮256總氮307總磷8氯化物（以Cl計(jì)）3009石油類510總鎘車間或生產(chǎn)設(shè)施廢水排放口11總鉻12六價(jià)鉻13釩14總砷15總汞單位產(chǎn)品基準(zhǔn)排水量，m3/t（V2O5）10排水量計(jì)量位置與污染物排放監(jiān)控位置一致 水污染物排放濃度限值適用于單位產(chǎn)品實(shí)際排水量不高于單位產(chǎn)品基準(zhǔn)排水量的情況。若單位產(chǎn)品實(shí)際排水量超過單位產(chǎn)品基準(zhǔn)排水量，需按公式（1）將實(shí)測水污染物濃度換算為水污染物基準(zhǔn)排放水量排放濃度，并以水污染物基準(zhǔn)排水量排放濃度作為判定排放是否達(dá)標(biāo)的依據(jù)。產(chǎn)品產(chǎn)量和排水量統(tǒng)計(jì)周期為一個(gè)工作日。 大氣污染物排放控制要求 自2010年7月1日起，新建企業(yè)執(zhí)行表5規(guī)定的大氣污染物排放濃度限值。表5 新建企業(yè)大氣污染物排放濃度限值 單位：mg/Nm3序號生產(chǎn)過程工藝或工序污染物項(xiàng)目及排放限值污染物排放監(jiān)控位置二氧化硫顆粒物氯化物硫酸霧氯氣1原料預(yù)處理破碎、篩分、混配料、球磨、制球、原料輸送等裝置及料倉80車間或生產(chǎn)設(shè)施排氣筒2焙燒焙燒爐/窯7008080—503沉淀沉淀池/罐———40—4熔化（制取V2O5）熔化爐70050———5干燥（制取V2O3）干燥爐/窯70050———6還原（制取V2O3）還原爐/窯70050———7熟料輸送及儲運(yùn)熟料倉、卸料點(diǎn)等—50———8其他—80———注：浸出過程產(chǎn)生的含堿蒸汽必須經(jīng)過吸收凈化，吸收液循環(huán)利用后進(jìn)入廢水處理系統(tǒng)中。 特征生產(chǎn)工藝和裝置應(yīng)設(shè)立局部或整體氣體收集系統(tǒng)和集中凈化處理裝置，防止和減少污染物無組織排放，凈化后的氣體由不低于30m高排氣筒排放。 ，實(shí)測爐窯的大氣污染物排放濃度，應(yīng)換算為基準(zhǔn)過量空氣系數(shù)排放濃度。生產(chǎn)設(shè)施應(yīng)采取合理的通風(fēng)措施，不得故意稀釋排放。 新建設(shè)施應(yīng)按照《污染物自動(dòng)監(jiān)控管理辦法》的規(guī)定，安裝污染物排放自動(dòng)監(jiān)控設(shè)備，并與環(huán)保部門的監(jiān)控中心聯(lián)網(wǎng)，并保證設(shè)備正常運(yùn)行。各地現(xiàn)有企業(yè)安裝污染物排放自動(dòng)監(jiān)控設(shè)備的要求由省級環(huán)境保護(hù)行政主管部門規(guī)定。6 標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施與監(jiān)督 本標(biāo)準(zhǔn)由縣級以上人民政府環(huán)境保護(hù)行政主管部門負(fù)責(zé)監(jiān)督實(shí)施。 在任何情況下，企業(yè)應(yīng)遵守本標(biāo)準(zhǔn)的污染物排放控制要求，采取必要措施保證污染物防治設(shè)施正常運(yùn)行。各級環(huán)保部門在對企業(yè)進(jìn)行監(jiān)督性檢查時(shí)，可以現(xiàn)場即時(shí)采樣或監(jiān)測的結(jié)果，作為判定排污行為是否符合排放標(biāo)準(zhǔn)以及實(shí)施相關(guān)環(huán)境保護(hù)管理措施的依據(jù)。在發(fā)現(xiàn)設(shè)施耗水或排水量、排氣量有異常變化的情況下，應(yīng)核定企業(yè)的實(shí)際產(chǎn)品產(chǎn)量、排水量和排氣量，按本標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，換算水污染物基準(zhǔn)排水量排放濃度和大氣污染物基準(zhǔn)氣量排放濃度。以釩渣為原料制備五氧化二釩（V2O5）的主要生產(chǎn)工藝是：釩渣鈉鹽焙燒—水浸—酸性銨鹽沉釩，其生產(chǎn)工藝及裝備技術(shù)成熟，項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效益長期看好。環(huán)保治理的主要問題是沉釩廢水的處理、熔化爐煙氣和焙燒煙氣治理。根據(jù)釩行業(yè)部分企業(yè)實(shí)際調(diào)查，每產(chǎn)一噸V2O5將產(chǎn)生20~53m3外排沉釩廢水。廢水和煙氣中除含釩鉻等有毒重金屬離子外，還含大量氨氮、鈉離子，硫酸根離子和有毒有害氣體，既是危害極大的污染源又是具有一定價(jià)值的二次資源，按照清潔生產(chǎn)，循環(huán)利用的原則，尋求符合釩廠實(shí)際的釩、鉻、氨、鈉、水資源完全合理利用，實(shí)現(xiàn)零排放，形成切實(shí)可行的循環(huán)經(jīng)濟(jì)清潔生產(chǎn)工藝，是釩廠項(xiàng)目順利實(shí)施和生存的前提條件。本工程實(shí)現(xiàn)煙氣治理與廢水治理有機(jī)結(jié)合，將節(jié)能減排和環(huán)保治理有機(jī)結(jié)合，將環(huán)保治理和副產(chǎn)物（二次資源）綜合利用有機(jī)結(jié)合。工程設(shè)計(jì)保證：各項(xiàng)環(huán)保指標(biāo)大大優(yōu)于國家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)合理，實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)和循環(huán)經(jīng)濟(jì)的目標(biāo)。由釩渣氧化鈉化焙燒生產(chǎn)V2O5工藝決定了沉釩廢水組分種類繁多，不僅釩鉻含量高，而且屬于高濃度氨氮廢水，高濃度硫酸鹽廢水，高硬度廢水，高含量活性硅酸根廢水，在處理過程中各種組分相互制約相互影響，處理技術(shù)難度大，工藝流程長，能耗藥劑消耗大，處理成本和運(yùn)行費(fèi)用高。釩渣氧化鈉化焙燒的回轉(zhuǎn)窯和五氧化二釩熔化爐產(chǎn)生大量爐窯煙氣，含有劇毒的釩塵、釩蒸汽、ClHCl和SOSONOx、粉塵等有害物質(zhì)，僅僅單純的除塵達(dá)標(biāo)處理，不能達(dá)到釩工業(yè)污染排放標(biāo)準(zhǔn)。幾十年來國內(nèi)各釩廠沿用廢水和煙氣分開治理的模式，按分別處理達(dá)標(biāo)排放為目的，釩廠環(huán)保治理缺乏系統(tǒng)整體規(guī)劃設(shè)計(jì)，工藝技術(shù)落后，環(huán)保治理效果差，投資大，占地多，能耗高，運(yùn)行費(fèi)用高，回收的副產(chǎn)物形成新的污染源。根據(jù)國內(nèi)釩廠的實(shí)踐和探索，根據(jù)對沉釩廢水和煙氣進(jìn)行整體的、全面的、系統(tǒng)的分析，在系統(tǒng)優(yōu)化整合相關(guān)行業(yè)工業(yè)技術(shù)和環(huán)保治理專業(yè)技術(shù)的基礎(chǔ)上，我們把沉釩廢水和煙氣作為多種資源共存富集的二次資源，采用相關(guān)行業(yè)資源開發(fā)利用的先進(jìn)技術(shù)，融合國內(nèi)外沉釩廢水和煙氣治理的環(huán)保治理工藝之精華，參照威鋼、攀鋼等V2O5廠廢水工程和運(yùn)行狀況，根據(jù)承德建龍產(chǎn)業(yè)構(gòu)成和釩渣特性，實(shí)施環(huán)保治理達(dá)標(biāo)、釩鉻分開提取，氨氮吹脫回收，治理達(dá)標(biāo)廢水送高爐水沖渣或燒結(jié)煙氣脫硫工藝補(bǔ)充水，實(shí)現(xiàn)零排放資源綜合利用的新模式，進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，按工程單元實(shí)施。在實(shí)現(xiàn)廢水、煙氣全面治理達(dá)標(biāo)的前提下，直接回收利用煙氣中的余熱進(jìn)行廢水處理，全面實(shí)施節(jié)能減排。通過煙氣直接吹脫廢水中的氨氮，僅煙氣直接進(jìn)行廢水吹氨余熱回收3325Kw，年合計(jì)回收煙氣余熱折成標(biāo)煤2864噸，按目前標(biāo)煤價(jià)格1200元/噸。每節(jié)約一噸標(biāo)煤可減少CO2排放440Kg，SO2排放20Kg，煙塵排放15Kg，灰渣排放260Kg，。類比鋼鐵工業(yè)高爐煤氣“TRT”余壓發(fā)電，裝機(jī)6000Kw項(xiàng)目投資4000萬元左右，該項(xiàng)目節(jié)能減排的實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性更好，為適應(yīng)新興的低碳經(jīng)濟(jì)和進(jìn)行碳排放交易奠定基礎(chǔ)。承德建龍五氧化二釩的生產(chǎn)工藝和設(shè)備設(shè)計(jì)采用了國內(nèi)外先進(jìn)和成熟的工藝和裝備，項(xiàng)目設(shè)計(jì)釩的總收率80%，屬于國內(nèi)先進(jìn)水平，要再提高釩的總收率難度很大。在確保廢水處理的釩鉻指標(biāo)穩(wěn)定優(yōu)于國家一級排放標(biāo)準(zhǔn)的水平的前提下，通過分別分離回收氧化釩生產(chǎn)廢水和煙氣中的釩鉻離子高新技術(shù)，同時(shí)將V2O5生產(chǎn)工藝中的除磷渣（V2O5含量15~23%、~%，不宜返回V2O5生產(chǎn)工藝直接使用）納入廢水和煙氣中回收的釩資源一并采用濕法提釩工藝，得到工藝合理、收率很高的回收利用，由此提高承德建龍五氧化二釩項(xiàng)目釩的總回收率約3%（扣除尾渣含釩后計(jì)算）。鉻資源做為堿式硫酸鉻最好的原料進(jìn)行高附加值利用。通過對廢水和煙氣全面治理回收的副產(chǎn)物進(jìn)行綜合利用，不僅抵消了廢水和煙氣治理的全部直接運(yùn)行費(fèi)用（不包括設(shè)備維護(hù)費(fèi)、車間管理費(fèi)、固定資產(chǎn)折舊費(fèi)、投資財(cái)務(wù)成本），新增就業(yè)崗位：操作工36個(gè)，輔助工9個(gè)。真正實(shí)現(xiàn)了環(huán)保效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會效益的和諧統(tǒng)一。由于大多數(shù)釩鈦磁鐵礦資源中釩鉻共生，在選礦時(shí)釩鉻約8090%進(jìn)入釩鈦磁鐵礦精礦中,在冶煉提取釩渣時(shí)鉻與釩同相富集在釩渣中，含鉻量高的釩渣，Cr2O3含量5~15%，本質(zhì)上是釩鉻富集的二次工藝礦物原料。從鉻鐵礦中提取鉻鹽的工藝設(shè)備與五氧化二釩工藝及設(shè)備相似，可互換使用（提釩回轉(zhuǎn)窯氧化鈉化焙燒溫度約850℃，提鉻約1050~1150℃，提取率90%）。在目前的提釩工藝中，釩渣中少量的鉻被轉(zhuǎn)化浸出在廢水中，提釩廢水中鉻的含量數(shù)倍于釩的含量，如何在提釩生產(chǎn)工藝中同時(shí)提取分離釩渣原料中的鉻，使提釩尾渣不形成像國家重點(diǎn)治理的鉻鹽尾渣那樣的危險(xiǎn)廢棄物和重大污染源，這既是釩工業(yè)污染物治理的重大課題，又是目前五氧化二釩生產(chǎn)工藝發(fā)展的重要方向，具有良好的市場前景和清潔生產(chǎn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的示范效應(yīng)。我國鉻礦資源缺乏，開采量很少，不足國內(nèi)需求量的10%，主要靠進(jìn)口來維持，從2002年以來，我國就一直是世界上最大的鉻礦石進(jìn)口國。與此同時(shí)，每年我國提釩釩渣中的鉻資源可以滿足我國鉻鹽大宗產(chǎn)品——堿式硫酸鉻（年產(chǎn)量和消費(fèi)量超過30萬噸，含量Cr2O3 25%）生產(chǎn)所需的鉻資源量約一半，但是在目前的提釩工藝和環(huán)保治理工藝中被廢棄，造成嚴(yán)重的資源浪費(fèi)和環(huán)境危害。近年鉻礦出口國均在發(fā)展本國的鉻產(chǎn)品，對鉻礦的出口進(jìn)行限制，使鉻礦的價(jià)格一漲再漲，嚴(yán)重威脅到我國鉻鹽行業(yè)的生存和發(fā)展；同時(shí)我國鉻鹽生產(chǎn)行業(yè)規(guī)模小，技術(shù)落后，污染治理欠賬多，特別是鉻鹽尾渣成為當(dāng)?shù)丨h(huán)境災(zāi)害隱患，成為是國家和社會高度重視的行業(yè)重大污染源。相比之下，從廢水中單獨(dú)分離回收鉻資源，打通了從釩渣中同時(shí)提取釩、鉻的工藝路線，開創(chuàng)了我國釩鈦磁鐵共生礦資源中鉻資源開發(fā)利用的先河。與以鉻鐵礦為原料生產(chǎn)鉻鹽的傳統(tǒng)工藝和行業(yè)相比，該工藝具有巨大的資源、環(huán)保、成本優(yōu)勢，必將成為我國未來鉻鹽生產(chǎn)的重要組成部分。據(jù)已收到的承德建龍釩渣分析數(shù)據(jù)，~%，%（50g/噸）的兩倍以上，提釩過程中，鎵主要富集在提釩尾渣中，品位得到進(jìn)一步提升；V2O5工藝除磷渣和廢水中鎵的含量與賦存情況需進(jìn)一步研究。第二章 主要設(shè)計(jì)內(nèi)容及技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)設(shè)計(jì)依據(jù)、原則及范圍、設(shè)計(jì)依據(jù) 該項(xiàng)目的環(huán)評、安評、節(jié)能評價(jià)等資料 《釩工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（征求意見稿） 設(shè)計(jì)原則 采用我方開發(fā)的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的沉釩廢水和爐窯煙氣綜合治理利用系統(tǒng)工藝，設(shè)計(jì)年產(chǎn)4000噸V2O5項(xiàng)目生產(chǎn)線沉釩廢水和爐窯煙氣治理利用系統(tǒng)。，廢水和煙氣治理達(dá)到國家各項(xiàng)指標(biāo)，并通過環(huán)保局檢查驗(yàn)收。，主要副產(chǎn)物進(jìn)行加工綜合利用： 含釩二次資源（沉釩廢水回收的含釩濾餅、爐窯煙氣含釩二次資源、V2O5生產(chǎn)中除磷渣濾餅）回收加工成粗APV，返回V2O5生產(chǎn)工藝，提高釩廠釩收得率約3%（扣除尾渣含釩后計(jì)算）。 鑒于承德地處我國鉻鹽生產(chǎn)主產(chǎn)區(qū)，集中了國內(nèi)十幾家主要大型鉻鹽生產(chǎn)廠，因此，含鉻二次資源加工成初級氫氧化鉻粉，作為堿式硫酸鉻最好的原料銷售給鉻鹽廠，或與黑龍江建龍釩廠項(xiàng)目一并設(shè)計(jì)建設(shè)堿式硫酸鉻成品生產(chǎn)裝置（黑龍江和吉林為鉻鹽廠空白區(qū)）。 回收的氨氣資源加工成近飽和的硫酸銨溶液，同時(shí)采用焦化農(nóng)用級硫酸銨精制技術(shù)，補(bǔ)充V2O5生產(chǎn)所需硫酸銨不足部分，替代外購工業(yè)硫酸銨。 大宗原料利用低價(jià)格產(chǎn)品，盡可能提高該系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益：采用石灰粉替代廢水處理中氨氮吹脫消耗的大量燒堿；用焦化煤氣HPF脫硫廢液提鹽部分低價(jià)值產(chǎn)物替代焦亞硫酸鈉作還原劑；采用碳酸氫銨替代碳酸鈉作廢水去除鈣離子藥劑，該部分氨資源在系統(tǒng)中得到回收利用，同時(shí)減少了廢水中鈉離子含量。 沉釩廢水處理和綜合利用過程中，實(shí)施清潔生產(chǎn)工藝，嚴(yán)格遵守崗位、車間的環(huán)保、安全、職業(yè)衛(wèi)生的規(guī)范要求，不產(chǎn)生二次污染超標(biāo)。 進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)，盡量簡化工藝流程，節(jié)省投資和占地面積。 充分利用已建成的沉釩廢水處理建構(gòu)筑物和設(shè)備設(shè)施，降低工程投資。 為適應(yīng)嚴(yán)寒氣候，設(shè)計(jì)按規(guī)范實(shí)行車間、設(shè)備、存儲池罐保溫保暖，裝置和操作盡可能布置在室內(nèi)。：全部選擇國產(chǎn)設(shè)備，盡量考慮設(shè)備大型化，在充分滿足工藝能力前提下，工藝用途相似的設(shè)備選擇同一廠家同一型號產(chǎn)品，便于設(shè)備互換和備品備件管理。 設(shè)計(jì)范圍及分工 設(shè)計(jì)范圍 包括以下內(nèi)容的完整工藝和相應(yīng)的公輔設(shè)施的設(shè)計(jì)： 沉釩廢水：從廢水進(jìn)沉釩廢水存儲調(diào)節(jié)池開始，到除釩、除鉻、用石灰粉——碳酸氫銨法將廢水中的硫酸銨和硫酸鈉分解成氫氧化銨、氫氧化鈉，分離石膏和鎂、鈣錳、硅酸根離子，廢水氨氮吹脫、吹氨尾氣治理生產(chǎn)硫銨沉釩劑，達(dá)標(biāo)水外送泵口，達(dá)到《釩工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》。 煙氣：熔化爐和回轉(zhuǎn)窯煙氣有毒有害氣體和剩余粉塵凈化處理及余熱利用，達(dá)到《釩工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》。 主要副產(chǎn)物加工利用：回收的含釩濾餅（除釩濾餅、煙塵洗滌含釩濾餅、生產(chǎn)工藝中除磷渣含釩濾餅）生產(chǎn)粗APV和聚硅酸鐵水處理劑；含鉻濾餅制成初級氫氧化鉻粉；回收的氨氣資源和補(bǔ)充的焦化硫銨精制生產(chǎn)硫銨沉釩劑。 設(shè)計(jì)分工 乙方負(fù)責(zé)沉釩廢水治理、煙氣有毒有害氣體和剩余粉塵凈化處理、副產(chǎn)物加工的工廠設(shè)計(jì)（工藝及設(shè)備、設(shè)施）及界區(qū)內(nèi)部配套公輔設(shè)計(jì)； 與生產(chǎn)工藝的分工界面：⑴ 甲方將沉釩廢水由生產(chǎn)工藝部分負(fù)責(zé)送至沉釩廢水處理廠房內(nèi)廢水存儲調(diào)節(jié)池，對輸送管道保溫。⑵ 乙方從回轉(zhuǎn)窯煙氣除塵器出口法蘭處接管，要求甲方對之前的從爐窯煙氣出口至粉塵處理裝置及輸送管網(wǎng)進(jìn)行全程內(nèi)外保溫，防止熱量散失，回轉(zhuǎn)窯煙氣經(jīng)助燃換熱器和除塵器后出口溫度≥160℃。乙方從熔化爐出口煙道處接管，對出口管道進(jìn)行改造，要求熔化爐出口煙氣溫度≥400℃。原有回轉(zhuǎn)窯和熔化爐煙囪作為事故排放口。⑶ 甲方負(fù)責(zé)回轉(zhuǎn)窯煙氣除塵系統(tǒng)出口粉塵